СИСТЕМЫ И СПОСОБЫ ДЛЯ КОНТРОЛЯ ГРОМКОГОВОРИТЕЛЕЙ КИНОТЕАТРА И КОМПЕНСАЦИИ ПРОБЛЕМ КАЧЕСТВА Российский патент 2015 года по МПК H04R5/04 

Перекрестная ссылка на родственные заявки

Данная заявка испрашивает приоритет по предварительной заявке на выдачу патента США № 61/230833, поданной 3 августа 2009 года и озаглавленной «Systems and Methods for Monitoring Cinema Loudspeakers and Correcting Quality Problems» («Системы и способы для контроля громкоговорителей кинотеатра и компенсации проблем качества»), содержимое которой включено в материалы настоящей заявки посредством этой ссылки.

Область техники

Варианты осуществления относятся к контролю качества звука из одного или более громкоговорителей и компенсации, при необходимости, аудиосигналов, которые должны быть выведены на громкоговорители, и, более конкретно, относятся к компенсации сигналов на основании характерного отклика громкоговорителя на тестовый сигнал и последующего отклика громкоговорителя на тестовый сигнал.

Уровень техники

Киноиндустрия продолжает становиться более конкурентной. Ввиду такой конкуренции существует тенденция автоматизировать как можно большую последовательность процесса кинематографического представления, чтобы снизить издержки. Кинематографическое представление включает в себя звуковой компонент и визуальный компонент, которые надлежащим образом упорядочены относительно друг друга. С появлением цифрового проецирования и звуковых систем в театрах стало проще автоматизировать последовательность кинематографического представления, используя управляемые компьютером системы автоматизации показа, так что персонал не требуется для настройки проектора и звуковой системы каждый раз, когда начинается представление. Соответственно, качество представления (например, звуковые и визуальные характеристики) может контролироваться менее часто.

Для организаций, которые гордятся гарантией предоставления посетителю театров наилучшего возможного впечатления от показа, проблемы качества могут являться постоянной заботой. В частности, проблемы качества звука, связанные с ухудшением звуковой системы, могут привести к тому, что звук не будет удовлетворять качеству звука, ожидаемому посетителем театра, и могут ухудшить впечатление от наилучшего представления.

Системы громкоговорителей кинотеатров должны функционировать надежно в течение продолжительных периодов времени. Это конфликтует с естественными изменениями в характеристиках громкоговорителей из-за старения или изменения условий окружающей среды, таких как температура и влажность. Эти естественные изменения, среди прочих характеристик изменения производительности, являются типичными проблемами, которые возникают с течением времени. Другие потенциальные проблемы производительности включают в себя: (i) один возбудитель в группе возбудителей внутри громкоговорителя ломается или испытывает ухудшение из-за потери соединения или по другой причине; (ii) предохранитель сгорает, делая неработоспособными динамик(и) среднего диапазона и динамик(и) высокого диапазона; и (iii) ухудшение или поломки аудиоусилителя, ведущие к ухудшенному звуку в театре. Одним из подходов для распознавания одного или более из этих недостатков является повторение теста настройки звуковой системы театра для определения недостатков характеристик.

Вдобавок, акустические свойства зала театра могут изменяться в зависимости от количества присутствующих зрителей (например, акустические свойства могут различаться в случаях, когда театр полон и когда театр почти пуст) и местоположения в пределах зала, в котором посажены посетители. Если акустические свойства зала изменились, вызывая снижение в качестве звука, могут потребоваться регулировки в компенсации звуковой системы, чтобы компенсировать изменение.

Типично изначальная настройка звуковой системы выполняется во время установки звуковой системы театра, в которой характеристика установки звуковой системы измеряется и калибруется, используя микрофон. Измерение с помощью микрофона выполняется в различных положениях мест в театре, чтобы обеспечивать звук для большинства, если оптимизированы не все расположения мест. К сожалению, настройка, используемая для калибровки, сама не подходит для использования в качестве настройки контроля звуковой системы. Причиной этого частично является то, что посетители находятся в сиденьях театра во время контроля (но не во время настройки), что, в конечном счете, влияет на способность такой настройки эффективно использоваться для контроля характеристик громкоговорителей. Чтобы эффективно контролировать качество звука, микрофон размещается на некотором расстоянии от посетителей театра, но все еще в пределах профиля звуковой дисперсии. Это ограничивает местоположения для размещения микрофона контроля. Например, размещение микрофона в трех метрах над положением головы сидящего посетителя и вне пути проецируемого изображения может потенциально разместить микрофон вне профиля звуковой дисперсии. Таким образом, такое размещение не может являться эффективным положением для контроля качества звука. Более того, временное опускание микрофона в положение, когда посетители сидят, является дополнительным элементом усложнения, который увеличивает стоимость системы контроля.

В качестве альтернативы, характеристика громкоговорителей может быть оценена во время периодических проверок, но этот процесс занимает время и не выявляет проблемы, когда проблемы появляются. Например, периодическая проверка не предоставляет какое-либо средство от или для компенсации изменений в акустических характеристиках до тех пор, пока не будет выполнено обслуживание. В случае с настройкой установочной калибровки необходим подготовленный персонал для надлежащего выполнения измерений при контроле на периодической основе, тем самым делая этот подход менее привлекательным экономически (среди других причин).

Вдобавок, акустические эффекты близлежащих поверхностей могут значительно изменить акустические характеристики передачи микрофона, если микрофоны размещены в субоптимальных (например, неидеальных) местоположениях. Если измерения производятся из этих местоположений без иным образом компенсируемых сложных взаимодействий, которые имеют место (и предполагая, что измерительное аппаратное обеспечение имеет плоскую характеристику), коррекция, применяемая к отклику громкоговорителей, может искажаться акустическими свойствами местоположения микрофона. Соответственно, субоптимальное размещение микрофона обычно избегается.

Акустическое взаимодействие может быть слишком сложным для аппроксимации с простым взвешивающим фильтром, уникальным для каждого микрофона в каждом театре. Различия между реальной акустической функцией передачи и аппроксимированным взвешивающим фильтром могут восприниматься измерительной системой как ошибка, которая должна быть исправлена. Это является нежелательным, поскольку скорее отклик громкоговорителя может быть скорректирован, чтобы компенсировать отклик микрофона, а не наоборот.

Соответственно, желательны системы и способы для контроля качества звука театра, которые могут быть реализованы, используя микрофоны, расположенные во множестве положений, включая субоптимальные положения. Также желательны системы и способы, которые могут эффективно контролировать качество звука театра, чтобы автоматически компенсировать проблемы качества. Также желательны системы и способы, которые могут выявлять более крупные проблемы со звуковой системой театра и уведомить операторов театра касательно этих более крупных проблем.

Сущность изобретения

По меньшей мере в одном аспекте описывается способ компенсирования изменений в звуковой системе театра, которая расположена в театре. Определяется разница между характерным откликом громкоговорителя на тестовый сигнал и последующим откликом громкоговорителя на тестовый сигнал. Последующий отклик громкоговорителя является последующим для характерного отклика громкоговорителя. Громкоговоритель находится в звуковой системе театра. Характерный отклик и последующий отклик захватываются микрофоном в субоптимальном положении в театре. Аудиосигнал модифицируется блоком эквалайзера на основании разницы, чтобы сформировать скомпенсированный аудиосигнал. Скомпенсированный аудиосигнал выводится на громкоговоритель.

По меньшей мере в одном варианте осуществления аудиосигнал модифицируется на основании разницы, чтобы сформировать скомпенсированный аудиосигнал посредством определения инверсии разницы и свертки инверсии разницы с аудиосигналом.

По меньшей мере в одном варианте осуществления разница между характерным откликом и последующим откликом определяется посредством определения инверсии характерного отклика. Инверсия характерного отклика используется для определения коррекции, чтобы линеаризовать характерный отклик до предопределенного предела. Коррекция применяется к последующему отклику, чтобы сформировать скорректированный отклик. Скорректированный отклик сравнивается с предопределенным пределом, чтобы определить разницу. Разница представляет величину, посредством которой линеаризуют скорректированный отклик до предопределенного предела.

По меньшей мере в одном варианте осуществления тестовый сигнал включает в себя аудио по меньшей мере одной частоты в слышимом диапазоне человека.

По меньшей мере в одном варианте осуществления тестовый сигнал включает в себя по меньшей мере один из импульсного сигнала, сигнала с линейной частотой модуляции, сигнала последовательности максимальной длины или синусоидального сигнала качающейся частоты.

По меньшей мере в одном варианте осуществления микрофон, расположенный в субоптимальном положении в театре, захватывает последующий отклик громкоговорителя на тестовый сигнал.

По меньшей мере в одном варианте осуществления последующий отклик громкоговорителя на тестовый сигнал захватывается посредством захвата последующего отклика, когда по меньшей мере один человек находится в театре.

По меньшей мере в одном варианте осуществления микрофон, расположенный в субоптимальном положении в театре, захватывает характерный отклик громкоговорителя на тестовый сигнал перед захватом последующего отклика громкоговорителя на тестовый сигнал.

По меньшей мере в одном варианте осуществления звуковая система театра настраивается перед определением разницы.

По меньшей мере в одном варианте осуществления разницы определяются и аудиосигналы кинокартины модифицируются периодически на основании разниц.

В другом аспекте предоставляется система, которая способна компенсировать изменения в характеристиках звуковой системы театра, которая расположена в театре. Система включает в себя блок эквалайзера. Блок эквалайзера может принимать характерный отклик громкоговорителя на тестовый сигнал и принимать последующий отклик громкоговорителя на тестовый сигнал. Блок эквалайзера может модифицировать аудиосигнал, используя разницу между характерным откликом и последующим откликом, и может выводить на громкоговоритель аудиосигнал, модифицированный на основании разницы. Блок эквалайзера способен определять разницу.

По меньшей мере в одном варианте осуществления система включает в себя устройство обработки аудио, которое включает в себя устройство воспроизведения, аудиопроцессор, усилитель и пользовательскую консоль. Устройство воспроизведения способно являться источником аудиосигнала. Аудиопроцессор способен синхронизировать и обрабатывать аудиосигнал. Усилитель способен возбуждать громкоговоритель. Пользовательская консоль способна позволить пользователю управлять устройством воспроизведения и аудиопроцессором. Блок эквалайзера может формировать тестовый сигнал.

По меньшей мере в одном варианте осуществления блок эквалайзера может в ответ на определение того, что последующий отклик находится между предопределенными нижними пределами, выводить на громкоговоритель аудиосигнал без его модифицирования на основании разницы. Блок эквалайзера может в ответ на определение того, что последующий отклик превышает предопределенный верхний предел, выводить уведомление на пользовательский интерфейс для оператора театра без модифицирования аудиосигнала на основании разницы. Блок эквалайзера может модифицировать аудиосигнал на основании разницы и выводить на громкоговоритель аудиосигнал, модифицированный на основании разницы, в ответ на определение того, что последующий отклик находится между по меньшей мере одним предопределенным нижним пределом и по меньшей мере одним предопределенным верхним пределом.

В другом аспекте описывается звуковая система театра. Система включает в себя громкоговоритель, микрофон и аудиоустройство. Громкоговоритель расположен в аудитории. Микрофон расположен в субоптимальном местоположении в аудитории и в пределах пути аудиодисперсии, связанного с громкоговорителем. Микрофон может захватывать характерный отклик и последующий отклик громкоговорителя на тестовый сигнал. Аудиоустройство может формировать разницу между характерным откликом и последующим откликом и может модифицировать аудиосигнал кинокартины на основании разницы, чтобы сформировать скомпенсированный сигнал, который способен компенсировать изменения, вызывающие ухудшение качества звука в громкоговорителе после характерного отклика.

Эти иллюстративные аспекты и варианты осуществления упомянуты не для ограничения или определения изобретения, но для предоставления примеров, чтобы помочь в понимании изобретательских концепций, раскрытых в данной заявке. Другие аспекты, преимущества и признаки настоящего изобретения станут очевидными после рассмотрения всей заявки.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - вид сверху театра с размещением микрофонов качества звука театра согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения.

Фиг.2 - вид сбоку театра фиг.1 с размещением микрофонов качества звука театра согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения.

Фиг.3 - структурная схема системы контроля качества звука театра со звуковой системой театра согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения.

Фиг.4 - блок-схема последовательности операций процесса для контроля и компенсации качества звука театра согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения.

Фиг.5 - блок-схема последовательности операций процесса для контроля и компенсации качества звука театра согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.6a - график, иллюстрирующий характерный отклик и предопределенные пределы согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения.

Фиг.6b - график, иллюстрирующий последующий отклик и предопределенные пределы согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения.

Фиг.6c - график, иллюстрирующий разницу между последующим откликом и характерным откликом согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения.

Фиг.6d - график, иллюстрирующий инверсию разницы с фиг.6c согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения.

Фиг.7a - график, иллюстрирующий характерный отклик согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения.

Фиг.7b - график, иллюстрирующий линеаризованный характерный отклик согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения.

Фиг.7c - график, иллюстрирующий последующий отклик согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения.

Фиг.7d - график, иллюстрирующий последующий отклик и предопределенные пределы согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения.

Фиг.7e - график, иллюстрирующий линеаризованный последующий отклик согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения.

Подробное описание

Некоторые аспекты и варианты осуществления относятся к системе контроля качества звука театра. В одном варианте осуществления система способна принимать сигналы с микрофонов контроля качества, расположенных в субоптимальных положениях. Система может быть «обучена» характерному отклику громкоговорителя на тестовый сигнал, измеренному через один или более микрофонов контроля качества после того, как звуковая система театра настраивается, используя микрофоны настройки, размещенные в оптимальных местоположениях. Характерный отклик может иметь локализованные акустические эффекты, встроенные в измерение микрофоном тестового сигнала. Последующие измерения отклика громкоговорителя на тестовый сигнал могут включать в себя те же самые локализованные акустические эффекты. Локализованные акустические свойства могут быть фиксированными из-за того, что стены, пол, потолок и экран, а также микрофон и громкоговоритель не изменяют положение. Другие эффекты могут изменяться из-за одной или более переменных, и эти эффекты могут быть идентифицированы.

Например, как характерный отклик, так и последующий отклик могут включать в себя акустическую функцию передачи, связанную с местоположением микрофона. Часть отклика, на которую влияет акустическая функция передачи, в обоих измерениях вычитается, когда последующий отклик вычитается из характерного отклика, чтобы определить разницу. Разница может представлять ошибку или, по-другому, изменение, которое система может идентифицировать и скорректировать.

В некоторых вариантах осуществления разница между характерным откликом и последующим откликом анализируется. Если разница значительна, например, находится выше предопределенного предела, система может выполнять регулировки в настройках частотной коррекции, которые управляют профилем частоты аудиоканала на громкоговоритель, так что отклик громкоговорителя на тестовый сигнал может быть скорректирован. Это может быть выполнено для каждого громкоговорителя в театре с тем, чтобы звуковая система театра могла функционировать в приемлемых пределах. Это может выполняться перед каждым представлением, чтобы обеспечить более немедленный отклик на акустическую проблему качества. Если проблема качества звука может быть скорректирована посредством регулировок частотной коррекции аудиосигнала, тогда компенсация может применяться перед каждым показом. Эти регулировки могут не быть возможными при обычных предусмотренных графиком процедурах по обслуживанию звуковой системы, которые часто выполняются один или два раза в год.

В некоторых вариантах осуществления необходимая регулировка для коррекции отклика громкоговорителя, который превышает второй предварительно заданный предел, отмечается электронным образом, и уведомление касательно регулировки предоставляется оператору системы или другому подходящему персоналу электронными средствами.

В некоторых вариантах осуществления проверки качества звуковой системы театра выполняются системой периодически, например, на основании периодичности показов или как ежедневная процедура.

Фиг.1-2 изображают зал кинотеатра с системой контроля качества звука театра согласно одному из вариантов осуществления. Зал театра ограничивается четырьмя стенами 1, 2, 3, 4, полом 5 и потолком 6. В одном из краев зала предоставляется экран 130. Визуальное представление может отображаться на экране 130. Проектор 120, который может создавать изображение на экране 130, может располагаться в противоположном краю зала от экрана 130. На протяжении зала в рядах 134 расположены места, в которых посетители сидят и смотрят представление. Для слышимой части представления громкоговорители могут располагаться за центральным экраном (например, громкоговоритель 112), за левой стороной экрана (например, громкоговоритель 114) и за правой стороной экрана (например, громкоговоритель 110). Громкоговорители 116, 118 могут располагаться в или рядом с задней частью театра с каждой стороны. Громкоговоритель 140 низких частот может располагаться за экраном в нижней центральной части. Расположение громкоговорителей вокруг зрителей может позволить звукам представления быть расположенными реалистично относительно визуального содержимого представления.

Заданное количество микрофонов может быть расположено в зале представления для контроля качества звуковой системы. Микрофоны могут располагаться в пределах подходящей части профиля звуковой дисперсии каждого громкоговорителя, чтобы, например, избежать пересечения с обзором представления посетителями. Может использоваться любое количество микрофонов. В зале театра с распределением громкоговорителей, описанным выше, три микрофона могут использоваться для контроля качества звуковой системы. Один микрофон 122 может быть расположен вдоль задней стены с тем, чтобы находиться в пределах профиля дисперсии громкоговорителей за экраном, делая возможным контроль звука из этих громкоговорителей. Для контроля звука из громкоговорителей, расположенных рядом с или в задней части театра, два микрофона 126, 128 могут быть расположены вдоль одной или более боковых стен театра на одной линии с направлением каждого соответствующего профиля звуковой дисперсии заднего громкоговорителя. Громкоговоритель 140 низких частот может иметь всенаправленные характеристики дисперсии, так что любой из одного или более микрофонов 122, 126, 128 контроля может использоваться для контроля громкоговорителя 140 низких частот.

Профиль звуковой дисперсии громкоговорителей кинотеатра может быть широким, чтобы обеспечить наилучшее покрытие всех местоположений мест зрителей. Задав эту пространственно управляемую направленность звука, микрофоны могут быть расположены в местоположениях в пределах определенной области, как показано штриховыми линиями, выходящими из каждого положения громкоговорителя, показанного на фиг.1-2, и не обязательно должны располагаться прямо на одной линии с центральной осью громкоговорителя. Угол, определяемый штриховыми линиями, может отличаться для различных возбудителей.

Системы согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения могут включать в себя любую конфигурацию, которая может идентифицировать проблемы качества звука в звуковой системе театра и компенсировать по меньшей мере некоторые из идентифицированных проблем качества звука. В некоторых вариантах осуществления система включает в себя аудиоустройство, которое выполняет способы согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения, используя аппаратное обеспечение, программное обеспечение, хранимое на считываемом компьютером носителе, или комбинацию аппаратного обеспечения и программного обеспечения.

Аудиоустройства могут включать в себя один или более компонентов или функциональных компонентов. Фиг.3 представляет собой структурную схему аудиоустройства, которое является системой 300 контроля качества звука, объединенной со звуковой системой театра согласно одному из вариантов осуществления. Звуковая система 300 включает в себя устройство 310 воспроизведения, аудиопроцессор 312, блок 314 эквалайзера, аудиоусилители 316 и громкоговорители 318. Пользовательская консоль 322 может позволить звуковым дорожкам выбираться пользователем, в то же время предоставляя возможность делать другие регулировки в устройстве 310 воспроизведения, аудиопроцессоре 312 и блоке 314 эквалайзера. Аудиопроцессор 312 может принимать аудиоданные от устройства 310 воспроизведения и может форматировать данные для каждого из аудиоканалов в звуковой системе.

В конфигурации звуковой системы зала 100 театра могут присутствовать по меньшей мере пять аудиоканалов и один канал низких частот. Блок 314 эквалайзера может модифицировать аудиосигнал для каждого из громкоговорителей для настройки, чтобы оптимизировать звук в зале театра для посетителей. Контроль качества может включать в себя предоставление информации с микрофонов 122, 126, 128 контроля качества блоку 314 эквалайзера. Блок 314 эквалайзера может посылать тестовый сигнал, принимать отклики громкоговорителей с микрофонов, обрабатывать принятые отклики и компенсировать аудиосигнал на основании обработанной информации, такой как разница, основанная на характерном отклике громкоговорителя на тестовый сигнал и последующем отклике громкоговорителя на тестовый сигнал.

Компоненты настройки, такие как микрофон 330 настройки и компьютер 332 настройки, могут быть объединены с системой 300. Компьютер 332 настройки может являться компьютером общего назначения, который сконфигурирован, чтобы выполнять программное обеспечение настройки, хранимое на считываемом компьютером носителе. Компоненты настройки могут быть объединены постоянно или временно, как указано штриховыми линиями на фиг.3. Компоненты настройки могут использоваться во время настройки звуковой системы, или, по-другому, чтобы настроить звуковую систему для оптимальных характеристик перед контролем звуковой системы на качество. Настройка звуковой системы в зале театра может обеспечить устойчивое качество звука по всей поверхности местоположений мест, которое испытывают посетители во время представления.

Перед тем как начнется настройка, зал театра может быть подготовлен, например, будучи сконфигурированным в завершенном состоянии. Завершенное состояние может включать в себя установочные элементы, влияющие на акустические свойства комнаты. Примеры таких элементов включают в себя места, звукопоглощающие материалы, экран, ковер или другое покрытие, двери и окно киноаппаратной и громкоговорители. Элементы могут быть выровнены для оптимальной звуковой дисперсии.

Настройка звуковой системы театра может включать в себя расположение микрофона 330 настройки в различных местоположениях мест, в то время как тестовый сигнал настройки, программируемый в устройстве настройки, таком как компьютер 332 настройки, применяется к одному или более из громкоговорителей 318 посредством блока 314 эквалайзера. Посредством применения тестового сигнала настройки компьютер 332 настройки может определять оптимальные установки параметров настройки. Настройка может использоваться для создания идеального или плоского отклика звуковой системы театра в оптимальных местоположениях микрофона, которые соответствуют местоположениям зрительных мест. Параметры настройки могут включать в себя регулировку профиля частот и уровней громкости аудиоканалов для каждого из громкоговорителей 318, чтобы производить оптимальное и устойчивое качество звука по местоположениям зрительных мест просмотра. Во время настройки посетители на местах отсутствуют. В некоторых реализациях количество времени, необходимое, чтобы настроить звуковую систему театра, может составить один или два дня, или часы, чтобы достигнуть оптимальных характеристик. Процесс настройки может включать в себя множество измерений и требует профессионала, чтобы интерпретировать результаты, чтобы сделать необходимые регулировки звуковой системы. Процесс настройки также включает в себя размещение микрофонов в идеальных местоположениях, которые находились бы в области просмотра изображения представления, если бы зрители присутствовали. Типично, после того как настройка завершена, компьютер 332 настройки и микрофон 330 настройки удаляются.

Фиг.4-5 изображают процессы контроля качества звука согласно некоторым вариантам осуществления. Процессы фиг.4-5 описаны со ссылкой на систему и реализации на фиг.1-3. Однако могут быть использованы другие системы и реализации. Например, хотя различные варианты осуществления описаны как реализуемые в среде кинотеатра, процессы контроля качества звука согласно различным вариантам осуществления могут быть реализованы в других средах. Примеры таких сред включают в себя домашний кинотеатр, театр, сценический театр, концертный зал, театр сценических искусств и, по-другому, звуковые системы в аудиториях, сконфигурированных для любой ситуации, в которой звуковая система была настроена и может контролироваться, используя микрофоны, расположенные в субоптимальных местоположениях.

Фиг.4 показывает на этапе 402 установку звуковой системы театра и системы контроля качества, а на этапе 404 - настройку звуковой системы театра. Они могут быть выполнены в соответствии со способами установки и настройки, описанными выше относительно микрофона 330 настройки и компьютера 332 настройки. Установка и настройка могут выполняться во время установки звуковой системы или, иным образом, перед контролем качества звука. Настройка, однако, не обязательна. Она необязательно должна выполняться перед реализацией процесса контроля качества звука.

На этапе 406 блок 314 эквалайзера выдает тестовый сигнал громкоговорителю. Один или более микрофонов могут захватывать отклик громкоговорителя на тестовый сигнал как характерный отклик и предоставлять характерный отклик блоку 314 эквалайзера. В зале театра, сконфигурированном как на фиг.1-2, микрофон 122 может принимать звук из громкоговорителей 110, 112, 114 и громкоговорителя 140 низких частот, когда аудиосигнал подают на громкоговорители 110, 112, 114 и громкоговоритель 140. Микрофон 126 может принимать звук из громкоговорителя 116 и громкоговорителя 140 низких частот, когда аудиосигнал подают на громкоговоритель 116 с частями низких частот, подаваемыми на громкоговоритель 140 низких частот. Похожим образом, микрофон 128 может принимать звук из громкоговорителя 118 и громкоговорителя 140 низких частот, когда аудиосигнал подают на громкоговоритель 118 и громкоговоритель 140 низких частот. Тестовый сигнал может являться предопределенным аудиосигналом с известными частотными характеристиками. Сигнал может включать в себя диапазон аудиочастот, который покрывает по меньшей мере слышимый диапазон человека, и/или диапазон частот, на которых громкоговорители способны производить звуки. Примером диапазона частот является от 80 Гц до 20 кГц для громкоговорителей 110, 112, 114, 116 и от 20 Гц до 80 Гц для громкоговорителя 140 низких частот. Примеры тестовых сигналов, которые могут использоваться, включают в себя импульсный сигнал, сигнал с линейной частотой модуляции, сигнал последовательности максимальной длины и синусоидальный сигнал качающейся частоты. Тестовый сигнал может исходить из блока 314 эквалайзера, или он может воспроизводиться из устройства 310 воспроизведения.

Даже несмотря на то, что микрофоны контроля качества могут располагаться в менее, чем идеальных местоположениях, они могут быть подходящим образом размещены, чтобы получать полезный отклик. Например, из-за субоптимального расположения отклик, полученный с помощью микрофонов контроля качества, может не иметь оптимальный профиль, но отклик может указывать, каким должен быть профиль в местоположении микрофона для конкретного громкоговорителя оптимально настроенной звуковой системы. Отклик, полученный с микрофонов контроля качества на тестовый сигнал сразу после того, как звуковая система театра настроена, может являться эталонным характерным откликом. Характерные отклики, захватываемые с помощью микрофона контроля согласно различным вариантам осуществления, являются неидеальными и не плоскими сигналами, которые отличаются от сигналов, полученных с помощью оптимально расположенных микрофонов настройки.

В некоторых вариантах осуществления характерный отклик может быть получен для каждого громкоговорителя, и характерные отклики могут быть записаны. Блок 314 эквалайзера может хранить каждый характерный отклик с тем, чтобы система контроля качества звука театра могла «обучиться» характерному отклику каждого громкоговорителя. Обучение характерным откликам может быть реализовано независимо от периодов времени. После того как система «обучилась» характерному отклику, она может периодически контролировать отклики и компенсировать согласно тому, как описано ниже.

На этапе 408 захватывается характерный отклик. Характерный отклик является откликом громкоговорителя на тестовый сигнал, который может быть использован в качестве точки отсчета для сравнения с откликами, захватываемыми впоследствии. Фиг.6a изображает один из вариантов осуществления образцового характерного отклика 601, полученного с помощью связанного микрофона. Отклик находится в диапазоне частот над диапазоном частот с 20 Гц по 20 кГц. Вертикальная ось представляет величину эталонного характерного отклика в дБ.

Процесс контроля качества согласно некоторым вариантам осуществления может включать в себя определение того, произошли ли изменения через некоторое время в отклике громкоговорителя звуковой системы театра. На этапе 410 тестовый сигнал выдается громкоговорителю, и захватывается последующий отклик на тестовый сигнал. В некоторых вариантах осуществления для каждого громкоговорителя получается набор последующих откликов. Фиг.6b иллюстрирует захваченный последующий отклик 603 на тестовый сигнал, следующий после характерного отклика, в области частот. Вертикальная ось представляет величину последующего измеренного отклика в дБ. Если акустические свойства театра и звуковая система театра не изменились со временем, последующий отклик 603 совпадает с характерным откликом 601. Если с течением времени звуковая система и акустические свойства комнаты меняются (или другие изменения происходят со звуковой системой), последующий отклик 603 не имеет тот же профиль, как и характерный отклик 601.

Последующие измерения могут производиться в начале или конце дня представлений, или перед каждым представлением. В одном из вариантов осуществления последующие отклики захватываются, когда посетители в театре отсутствуют. В другом варианте осуществления последующие отклики захватываются, когда посетители присутствуют в театре, перед началом представления. Например, система контроля качества звука может учитывать влияние посетителей на акустический отклик микрофонов контроля. Некоторые варианты осуществления системы контроля качества могут компенсировать различия между полным и частично полным театром.

В некоторых вариантах осуществления тип тестового сигнала может определять, сделан ли последующий отклик со зрителями в театре. Например, шум, производимый громкоговорителями, может испугать или обеспокоить зрителей, если используется импульс. Использование другого типа тестового сигнала может быть более приемлемым в случае проведения последующего измерения, когда зрители присутствуют.

На этапе 412 блок 314 эквалайзера сравнивает последующий отклик с предопределенными пределами, чтобы определить, может ли система автоматически компенсировать отклик громкоговорителя. Предопределенные пределы могут быть определены, как смещения характерного отклика. Примеры предопределенных пределов изображены на фиг.6a штриховыми линиями 621, 623, 625, 627. Величина смещения, применяемая для определения одного или более пределов, может зависеть от величины, на которую система может эффективно компенсировать аудиосигнал ухудшения характеристик громкоговорителя. Например, настройка нижних предопределенных пределов может быть основана на таком малом изменении, что большинство посетителей театра не смогли бы обнаружить ухудшение качества звука, так что для системы более эффективно не компенсировать ухудшение. Настройка верхних пределов может быть основана на величине необходимой компенсации, которая слишком велика, чтобы быть выполненной системой. Такая величина может указывать на более серьезные проблемы вне обычного ухудшения системы. Серьезные условия могут быть отмечены и учтены для оператора театра без компенсации аудиосигнала системой. В некоторых вариантах осуществления уровень каждого из определенных пределов может выбираться пользователем на основании решения пользователя.

Посредством сравнения последующего отклика с предопределенными пределами могут быть определены частоты, которые были ослаблены или усилены. Например, если ослабление или усиление некоторых частот определяется являющимися минимальными предопределенными пределами, тогда аудиосигнал может выводиться без компенсирования изменений характеристик громкоговорителя, и контроль качества по меньшей мере для этого момента времени и для этого громкоговорителя завершается на этапе 414. Штриховые линии 621, 623 на фиг.6a-b представляют предопределенные нижние пределы. Если последующий отклик находится в пределах области между нижними пределами 621, 623, тогда система может быть сконфигурирована, чтобы выводить аудиосигналы без компенсирования ухудшения.

Если сравнение последующего отклика с предопределенными пределами приводит к превышению предопределенного верхнего предела, тогда система может вывести уведомление на этапе 416 оператору, или, иным образом, она уведомляет оператора о проблеме, которая должна быть решена оператором или с помощью других средств. Примеры таких проблем включают в себя нефункционирующий громкоговоритель или компонент аудиосистемы, который вызывает несоответствие. Фиг.6a-b изображают примеры верхних предопределенных пределов 625, 627. Если последующий отклик превышает один или оба из этих верхних пределов 625, 627, система может выводить уведомление оператору.

Если сравнение последующего отклика с предопределенными пределами приводит к тому, что последующий отклик, по меньшей мере частично, находится между нижним пределом и верхним пределом, процесс продолжается на этапе 418, чтобы определить компенсацию для аудиосигнала. Фиг.6b иллюстрирует пример, когда по меньшей мере часть последующего отклика находится между по меньшей мере одним из нижних пределов 621, 623 и по меньшей мере одним из верхних пределов 625, 627.

На этапе 418 блок 314 эквалайзера определяет разницу между характерным откликом и последующим откликом. Фиг.6c иллюстрирует пример разницы 605 между последующим откликом и характерным откликом в области частот. Вертикальная ось 615 представляет величину разницы в дБ.

На этапе 420 блок 314 эквалайзера определяет инверсию разницы. Фиг.6d изображает пример инверсии разницы 607 разницы 605 с фиг.6c. Вертикальная ось 617 представляет величину инверсии отклика разницы в дБ.

На этапе 422 блок эквалайзера свертывает по меньшей мере часть инверсии разницы с аудиосигналом, чтобы сформировать скомпенсированный сигнал для громкоговорителя. В некоторых вариантах осуществления инверсия разницы свертывается с аудиосигналом, используя цифровой фильтр с конечной импульсной характеристикой (КИХ, FIR). Отклик фильтра КИХ может быть представлен рядом суммирования, который имеет конечное число членов. Каждый член в суммировании имеет коэффициент фильтра. Инверсия разницы последующего отклика относительно характерного отклика может быть представлена, как ряд суммирования, в котором каждый член имеет коэффициент. Инверсия разницы является откликом, требуемым от фильтра. Таким образом, коэффициенты в ряде суммирования для инверсии разницы могут являться коэффициентами фильтра. Фильтр КИХ модифицирует аудиосигнал на основании коэффициентов фильтра, которые могут быть определены на основании разницы. Если тестовый сигнал является импульсным сигналом, разница может быть во временной области. Это может представить инверсию разницы, и при свертке с входным аудиосигналом выходной сигнал является скомпенсированным сигналом для громкоговорителей. Чтобы свернуть инверсию разницы со входным аудиосигналом, используя фильтр КИХ, коэффициенты, которые управляют фильтром КИХ, могут быть определены из разницы.

Импульсный тестовый сигнал является одним из примеров тестового сигнала. Могут использоваться другие типы тестовых сигналов, а скомпенсированный сигнал может быть сконструирован на основании разницы между последующим откликом и характерным откликом. Вычисления для завершения конструирования скомпенсированного сигнала могут быть довольно сложными. Другие типы блоков эквалайзера (например, блоки с фильтрами бесконечной импульсной характеристики (БИХ, IIR) или аналоговыми фильтрами) выполняют частотную коррекцию посредством способов, с помощью которых возможно настроить компенсацию аудиосигнала на основании разницы между последующим откликом и характерным откликом для конкретного тестового сигнала.

В некоторых вариантах осуществления соответствие скорректированного отклика для каждого громкоговорителя его эталонной характеристике может быть подтверждено, используя те же самые процессы, описанные выше. Если есть разница, которая должна быть скорректирована, новая разница может быть использована, чтобы регулировать коэффициенты фильтра КИХ. Например, процесс может использоваться для подтверждения скомпенсированного аудиосигнала.

Скомпенсированный сигнал может выдаваться громкоговорителю для вывода посетителям театра.

Фиг.5 изображает второй вариант осуществления процесса для контроля и компенсации качества аудио. Процесс также может выполняться после процессов установки и настройки театра и может использоваться для более легкого определения коэффициентов для управления фильтром КИХ.

На этапе 500 тестовый сигнал выдают громкоговорителю. На этапе 502 захватывается характерный отклик громкоговорителя на тестовый сигнал. Эти процессы схожи с процессами на этапах 406 и 408 фиг.4. Кроме того, фиг.7a изображает пример захваченного характерного отклика 701 в области частот от 20 Гц до 20 кГц. Вертикальная ось (709) представляет величину измеренного результата в дБ.

На этапе 504 блок 314 эквалайзера определяет инверсию характерного отклика и использует инверсию для определения коррекции, чтобы линеаризовать характерный отклик до предопределенного предела. Фиг.7b изображает пример линеаризованного результата 702, сформированного посредством применения коэффициентов управляющего фильтра в блоке 314 эквалайзера таким образом, что, когда они применяются к измеренному результату, результат 702 является линейным и находится между предопределенными нижними пределами 721, 723 и предопределенными верхними пределами 725, 727. Нижние и верхние пределы могут являться смещениями относительно линеаризованного результата, определяемого, используя схожие критерии, как описано выше относительно фиг.4 и 6a при определении нижних и верхних пределов. Линеаризованный результат 702 на фиг.7b изображен в области частот, а вертикальная ось 711 представляет величину в дБ.

На этапе 506 блок 314 эквалайзера выдает тестовый сигнал громкоговорителю, и последующий отклик громкоговорителя на тестовый сигнал захватывается. Фиг.7c изображает пример последующего отклика 703 в области частот. Вертикальная ось 713 представляет величину в дБ.

На этапе 508 блок 314 эквалайзера применяет коррекцию к последующему отклику, чтобы сформировать скорректированный последующий отклик. В некоторых вариантах осуществления коррекция представлена коэффициентами, которые управляют фильтром КИХ в блоке 314 эквалайзера, который используется для обработки последующего отклика.

На этапе 510 блок 314 эквалайзера сравнивает скорректированный последующий отклик с предопределенными пределами. Фиг.7d изображает пример скорректированного последующего отклика 705, сравниваемого с нижними пределами 721, 723 и верхними пределами 725, 727. Если скорректированный последующий отклик находится между нижними пределами 721, 723 (которые определяют приемлемый уровень отклонения), тогда процесс для данного громкоговорителя и для данного момента времени завершается на этапе 414, и аудиосигнал выводится без компенсации. Если часть скорректированного последующего отклика превышает один или оба верхних предела 725, 727 (которые определяют величины компенсации, предписывающие уведомление оператору), уведомление выводится на этапе 416.

Если скорректированный последующий отклик находится между одним из нижних пределов 721, 723 и одним из верхних пределов 725, 727, блок 314 эквалайзера на этапе 512 определяет разницу, которая является последующей коррекцией, чтобы линеаризовать последующий отклик до состояния между нижними пределами 721, 723. Фиг.7e изображает пример последующего отклика 707, линеаризованного, используя разницу, которая должна быть между нижними пределами 721, 723. Отклик 707 изображен в области частот с помощью вертикальной оси 717, представляющей величину в дБ.

На этапе 514 блок 314 эквалайзера применяет разницу к аудиосигналу, чтобы сформировать скомпенсированный аудиосигнал. В некоторых вариантах осуществления блок эквалайзера использует разницу, чтобы регулировать коэффициенты фильтра, причем фильтра, применяемого к аудиосигналу, чтобы компенсировать аудиосигнал. Скомпенсированный аудиосигнал может выдаваться громкоговорителю для вывода посетителям театра.

Процессы согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения могут быть сконфигурированы, чтобы контролировать качество звука автоматически. Это может позволить контролю качества звука быть встроенным в автоматизированную регулярную процедуру показа кинотеатра, чтобы выполнять проверки качества звука автоматически на регулярной основе. С этим процессом компенсирование постепенного ухудшения звуковой системы может выполняться автоматическим образом, или сломанные каналы звуковой системы могут отмечаться для немедленного действия.

Процессы компенсации согласно различным вариантам осуществления могут выполняться на тех частях последующего отклика, которые превышают первый набор нижних пределов, но не второй набор верхних пределов, или процессы компенсации могут выполняться на всем последующем отклике, когда часть последующего отклика превышает первый набор пределов, но не второй набор пределов.

Различные способы и процессы могут использоваться для определения коэффициентов для фильтров эквалайзера в соответствии с принятыми методиками, связанными с конструкцией цифрового фильтра. «Advanced Digital Audio» («Улучшенное цифровое аудио»), Кен Полман (Ken C. Pohlmann), SAMS (1991), конкретно глава 10, раскрывает примеры свертки и обработки с использованием цифровых фильтров.

Вышеприведенное описание вариантов осуществления изобретения, включая проиллюстрированные варианты осуществления, было представлено только в целях иллюстрации и описания и не подразумевается исчерпывающим или ограничивающим изобретение точными раскрытыми формами. Многочисленные изменения, приспособления и их применения будут очевидны специалистам в данной области техники, не выходя из объема настоящего изобретения.

Группа изобретений относится к акустике, в частности к средствам, обеспечивающим контроль качества звука в театре. Способ содержит этапы, на которых определяют разницу между характерным откликом громкоговорителя на тестовый сигнал и последующим откликом громкоговорителя на упомянутый тестовый сигнал, затем модифицируют блоком эквалайзера аудиосигнал на основании разницы для формирования скомпенсированного аудиосигнала и выводят скомпенсированный аудиосигнал на громкоговоритель. При этом последующий отклик громкоговорителя следует после характерного отклика громкоговорителя, а громкоговоритель находится в звуковой системе театра, характерный отклик и последующий отклик захватываются микрофоном в субоптимальном положении в театре. Звуковая система содержит громкоговоритель, расположенный в зрительном зале, микрофон, расположенный в субоптимальном местоположении в пределах пути акустической дисперсии, аудиоустройство, выполненное с возможностью формирования разницы между характерным откликом и последующим откликом и модификации аудиосигнала Технический результат - повышение качества звучания. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 14 ил.

1. Способ для компенсации изменений в звуковой системе театра, которая расположена в театре, причем способ состоит в том, что:
определяют разницу между характерным откликом громкоговорителя на тестовый сигнал и последующим откликом громкоговорителя на упомянутый тестовый сигнал, причем последующий отклик громкоговорителя следует после характерного отклика громкоговорителя, причем громкоговоритель находится в звуковой системе театра, причем характерный отклик и последующий отклик захватываются микрофоном в субоптимальном положении в театре;
модифицируют блоком эквалайзера аудиосигнал на основании упомянутой разницы для формирования скомпенсированного аудиосигнала; и
выводят скомпенсированный аудиосигнал на громкоговоритель.

2. Способ по п. 1, в котором модификация аудиосигнала на основании разницы для формирования скомпенсированного аудиосигнала состоит в том, что:
определяют инверсию разницы; и
осуществляют свертку инверсии разницы с аудиосигналом.

3. Способ по п. 1, в котором определение разницы между характерным откликом и последующим откликом состоит в том, что:
определяют инверсию характерного отклика;
используют инверсию характерного отклика для определения коррекции для линеаризации характерного отклика до некоторого предопределенного предела;
применяют коррекцию к последующему отклику для формирования скорректированного отклика; и
сравнивают скорректированный отклик с упомянутым предопределенным пределом для определения разницы, причем разница представляет собой величину, посредством которой следует линеаризовать скорректированный отклик до упомянутого предопределенного предела.

4. Способ по п. 1, в котором тестовый сигнал содержит аудио по меньшей мере одной частоты в диапазоне слуха человека.

5. Способ по п. 1, в котором тестовый сигнал содержит по меньшей мере один из:
импульсного сигнала;
сигнала с линейной частотной модуляцией;
сигнала последовательности максимальной длины; или
синусоидального сигнала с качающейся частотой.

6. Способ по п. 1, дополнительно состоящий в том, что:
захватывают посредством микрофона, расположенного в субоптимальном положении в театре, последующий отклик громкоговорителя на тестовый сигнал.

7. Способ по п. 6, в котором захват последующего отклика громкоговорителя на тестовый сигнал содержит захват последующего отклика, когда по меньшей мере один человек находится в театре.

8. Способ по п. 6, дополнительно состоящий в том, что:
захватывают посредством микрофона в субоптимальном положении характерный отклик громкоговорителя на тестовый сигнал перед захватом последующего отклика громкоговорителя на тестовый сигнал.

9. Способ по п. 1, дополнительно состоящий в том, что:
настраивают звуковую систему театра перед определением разницы.

10. Способ по п. 1, дополнительно состоящий в том, что:
периодически определяют разницы и модифицируют аудиосигналы кинокартины на основании упомянутых разниц.

11. Система, способная компенсировать изменения характеристик звуковой системы театра, которая расположена в театре, причем система содержит:
блок эквалайзера, выполненный с возможностью (i) приема характерного отклика громкоговорителя на тестовый сигнал, (ii) приема последующего отклика громкоговорителя на упомянутый тестовый сигнал, (iii) модификации аудиосигнала с использованием разницы между характерным откликом и последующим откликом, и (iv) вывода аудиосигнала, модифицированного на основании упомянутой разницы, на громкоговоритель,
при этом блок эквалайзера способен определять упомянутую разницу.

12. Система по п. 11, дополнительно содержащая:
микрофон, расположенный в субоптимальном положении в зрительном зале театра, которое находится в пределах пути акустической дисперсии громкоговорителя, причем микрофон выполнен с возможностью захвата характерного отклика и последующего отклика и вывода характерного отклика и последующего отклика на блок эквалайзера.

13. Система по п. 11, дополнительно содержащая устройство обработки аудио, причем устройство обработки аудио содержит:
устройство воспроизведения, способное являться источником аудиосигнала;
аудиопроцессор, способный синхронизировать и обрабатывать аудиосигнал;
усилитель, способный возбуждать громкоговоритель; и
пользовательскую консоль, способную позволять пользователю управлять устройством воспроизведения и аудиопроцессором,
при этом блок эквалайзера выполнен с возможностью формирования тестового сигнала.

14. Система по п. 11, в которой блок эквалайзера выполнен с возможностью:
в ответ на определение того, что последующий отклик находится между предопределенными нижними пределами, вывода на громкоговоритель аудиосигнала без его модификации на основании разницы; и
в ответ на определение того, что последующий отклик превышает некоторый предопределенный верхний предел, вывода уведомления на пользовательский интерфейс для оператора театра без модификации аудиосигнала на основании разницы,
при этом блок эквалайзера выполнен с возможностью модификации аудиосигнала на основании разницы и вывода на громкоговоритель аудиосигнала, модифицированного на основании разницы, в ответ на определение того, что последующий отклик находится между по меньшей мере одним предопределенным нижним пределом и по меньшей мере одним предопределенным верхним пределом.

15. Система по п. 11, в которой блок эквалайзера выполнен с возможностью модификации аудиосигнала с использованием разницы посредством:
определения инверсии разницы; и
осуществления свертки инверсии разницы с аудиосигналом.

16. Система по п. 11, в которой блок эквалайзера способен определять разницу посредством:
определения инверсии характерного отклика;
использования инверсии характерного отклика для определения коррекции для линеаризации характерного отклика до некоторого предопределенного предела;
применения коррекции к последующему отклику для формирования скорректированного отклика; и
сравнения скорректированного отклика с упомянутым предопределенным пределом для определения разницы, причем разница представляет собой величину, посредством которой следует линеаризовать скорректированный отклик до упомянутого предопределенного предела.

17. Система по п. 11, в которой тестовый сигнал содержит аудио по меньшей мере одной частоты в диапазоне слуха человека.

18. Звуковая система театра, содержащая:
громкоговоритель, расположенный в зрительном зале;
микрофон, расположенный в субоптимальном местоположении в зрительном зале и в пределах пути акустической дисперсии, связанного с громкоговорителем, причем микрофон выполнен с возможностью захвата характерного отклика и последующего отклика громкоговорителя на тестовый сигнал;
аудиоустройство, выполненное с возможностью (i) формирования разницы между характерным откликом и последующим откликом и (ii) модификации аудиосигнала кинокартины на основании разницы для формирования скомпенсированного сигнала, который способен компенсировать изменения, вызывающие ухудшение качества звука в громкоговорителе после характерного отклика.

19. Система по п. 18, в которой аудиоустройство выполнено с возможностью модификации аудиосигнала кинокартины на основании разницы для формирования скомпенсированного сигнала посредством:
определения инверсии разницы; и
осуществления свертки инверсии разницы с аудиосигналом кинокартины.

20. Система по п. 18, в которой аудиоустройство выполнено с возможностью формирования разницы посредством:
определения инверсии характерного отклика;
использования инверсии характерного отклика для определения коррекции для линеаризации характерного отклика до некоторого предопределенного предела;
применения коррекции к последующему отклику для формирования скорректированного отклика; и
сравнения скорректированного отклика с упомянутым предопределенным пределом для определения разницы, причем разница представляет собой величину, посредством которой следует линеаризовать скорректированный отклик до упомянутого предопределенного предела.